CN116706756B - 一种带有高密封性连接件的gis - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有高密封性连接件的GIS，属于气体绝缘变电站领域，一种带有高密封性连接件的GIS，包括气体绝缘变电站，气体绝缘变电站包括多个拼装连接用于保护电气组件的管套，管套内填充有六氟化硫，管套的端部固定有连接法兰，相邻的两个连接法兰间通过螺栓连接并夹接有夹接垫环，电气组件固定套接在夹接垫环的内部，夹接垫环的两侧均固定有密封垫，密封垫呈剖面L型橡胶垫结构，本发明结构简单，相对比于现有的密封结构，其具有密封管套轴向内壁的作用，结合圆周密闭腔的连接法兰处的圆周密封，能形成双重密封效果，具有高密封性，能有效防止管套内六氟化硫外泄，安全防护性高，具有市场前景，适合推广应用。

Description

一种带有高密封性连接件的GIS

技术领域

本发明涉及气体绝缘变电站领域，更具体地说，涉及一种带有高密封性连接件的GIS。

背景技术

GIS（GasInsulatedSubstation）是气体绝缘变电站的英文名字简称，在气体绝缘变电站中，大部分的电气设备都是被直接或间接密封在金属管道和套管所组成的管道树中，从外部看不到任何开关、线路和接线端子，管道树的内部全部采用六氟化硫气体作为绝缘介质，并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中，它是由断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管7种高压电器组合而成的高压配电装置。

现有的GIS的金属筒间的连接密封通过单一橡胶圈进行六氟化硫的气密隔绝，这种密封结构安全防护性低，密封效果差且无法直观为检修人员提供橡胶老化泄漏的提升信息，提升了检修的难度和危险性，为此我们提出一种带有高密封性连接件的GIS来解决以上问题。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种带有高密封性连接件的GIS，可以通过带有圆周密闭腔、轴向密闭腔、膨胀囊体的密封垫与带有环形滑块、复位弹簧的夹接垫环间的相互配合，在实际安装时，将夹接垫环安装在两个相对的连接法兰间，并通过螺栓进行三者的紧固装配，在此过程中，连接法兰逐步靠近圆周密闭腔，使圆周密闭腔受压，圆周密闭腔内的气压一方面导入轴向密闭腔，使轴向密闭腔膨胀，另一方面圆周密闭腔内的气压通过导管进入膨胀囊体，膨胀囊体受气压增大而膨胀，进而推动两个环形滑块克服复位弹簧做相远离的动作，当环形滑块沿滑槽轴线方向位移时，环形滑块逐步靠近连接法兰的密闭坡口，进而挤压已经膨胀的轴向密闭腔，此时由于圆周密闭腔受连接法兰的夹紧作用，已经达到密封状态无法形变，进而受压的轴向密闭腔将其气压排入膨胀囊体，使环形滑块进一步靠近密闭坡口，达到夹紧轴向密闭腔形成管套轴向内壁的密封作业，本发明结构简单，相对比于现有的密封结构，其具有密封管套轴向内壁的作用，结合圆周密闭腔的连接法兰处的圆周密封，能形成双重密封效果，具有高密封性，能有效防止管套内六氟化硫外泄，安全防护性高，具有市场前景，适合推广应用。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种带有高密封性连接件的GIS，包括气体绝缘变电站，所述气体绝缘变电站包括多个拼装连接用于保护电气组件的管套，所述管套内填充有六氟化硫，所述管套的端部固定有连接法兰，相邻的两个连接法兰间通过螺栓连接并夹接有夹接垫环，所述电气组件固定套接在夹接垫环的内部，所述夹接垫环的两侧均固定有密封垫，所述密封垫呈剖面L型橡胶垫结构，所述密封垫包括圆周密闭腔和轴向密闭腔，两个所述密封垫的圆周密闭腔间通过连通腔连通设置，所述夹接垫环的圆环内侧设有两个对称设置的滑槽，所述滑槽内滑动连接有与其相匹配的环形滑块，所述环形滑块与滑槽间夹接有复位弹簧，所述管套的端口内侧设有密闭坡口，所述环形滑块的外侧设有与密闭坡口相匹配的斜剖面，两个所述环形滑块间夹接有膨胀囊体，所述膨胀囊体通过导管与连通腔连通设置，所述圆周密闭腔与轴向密闭腔连通设置。

本发明通过带有圆周密闭腔、轴向密闭腔、膨胀囊体的密封垫与带有环形滑块、复位弹簧的夹接垫环间的相互配合，在实际安装时，将夹接垫环安装在两个相对的连接法兰间，并通过螺栓进行三者的紧固装配，在此过程中，连接法兰逐步靠近圆周密闭腔，使圆周密闭腔受压，圆周密闭腔内的气压一方面导入轴向密闭腔，使轴向密闭腔膨胀，另一方面圆周密闭腔内的气压通过导管进入膨胀囊体，膨胀囊体受气压增大而膨胀，进而推动两个环形滑块克服复位弹簧做相远离的动作，当环形滑块沿滑槽轴线方向位移时，环形滑块逐步靠近连接法兰的密闭坡口，进而挤压已经膨胀的轴向密闭腔，此时由于圆周密闭腔受连接法兰的夹紧作用，已经达到密封状态无法形变，进而受压的轴向密闭腔将其气压排入膨胀囊体，使环形滑块进一步靠近密闭坡口，达到夹紧轴向密闭腔形成管套轴向内壁的密封作业，本发明结构简单，相对比于现有的密封结构，其具有密封管套轴向内壁的作用，结合圆周密闭腔的连接法兰处的圆周密封，能形成双重密封效果，具有高密封性，能有效防止管套内六氟化硫外泄，安全防护性高，具有市场前景，适合推广应用。

进一步的，所述轴向密闭腔的外壁与斜剖面胶接固定，所述圆周密闭腔的外壁与夹接垫环的侧面胶接固定。

通过带有密封槽的密封垫，使圆周密闭腔、轴向密闭腔与管套接触且受压时，可在轴向内壁和端口平面形成多道密封结构，进一步提升有效密封性。

进一步的，所述复位弹簧为高强度抗疲劳弹簧结构，所述复位弹簧具有驱使两个环形滑块相靠近的弹力，所述圆周密闭腔受压传递至膨胀囊体内的最大气压大于复位弹簧的最大弹力。

通过带有复位弹簧的环形滑块，当拆卸夹接垫环与连接法兰时，膨胀囊体失去挤压的气压而回缩，在复位弹簧的复位弹力下，两个环形滑块相对靠近，并与密闭坡口脱落，进而便于夹接垫环的整体快速拆卸。

进一步的，所述连接法兰内设有沉浮腔，所述沉浮腔的一侧设有透明的观察窗，所述连接法兰与夹接垫环间设有预留腔，所述预留腔设置在圆周密闭腔与轴向密闭腔之间，所述沉浮腔上设有用于连通预留腔的溢流孔，所述沉浮腔内填充有沉浮球。

进一步的，所述沉浮球内填充有低密度气体，所述沉浮球、低密度气体的总密度小于六氟化硫气体密度且大于空气密度。

进一步的，所述低密度气体为二氧化碳气体。

进一步的，所述沉浮腔内的沉浮球的填充量为其容积的二分之一。

通过设置在圆周密闭腔与轴向密闭腔之间的预留腔与带有沉浮球、低密度气体、观察窗的沉浮腔间的相互配合，在未发生泄漏时，沉浮球利用自身重力下沉在沉浮腔内，此时位于上部的观察窗是无法观察到沉浮球的，当轴向密闭腔与管套轴向内壁接触的位置发生橡胶老化而产生泄漏时，管套内的六氟化硫会通过泄漏点进入预留腔，并通过溢流孔进入沉浮腔，由于六氟化硫的密度大，因此会排挤沉浮腔内的沉浮球上浮，由观察窗可直接观察到沉浮球上浮堆积，检修人员可直管判断连接法兰处的密封情况，有效提升了检修维护的便捷性。

进一步的，所述溢流孔的剖面呈锥形结构，所述沉浮球的直径大于溢流孔的最小直径。

通过溢流孔、沉浮球的孔径设置，使溢流孔能导入六氟化硫气体的同时，能有效防止沉浮球的外流，有效提升了结构运行时的稳定性。

进一步的，所述连接法兰在安装时保持观察窗向上设置。

进一步的，所述密封垫为高强度耐磨橡胶，所述密封垫与管套接触的一侧均设有凹凸状的密封槽。

有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过带有圆周密闭腔、轴向密闭腔、膨胀囊体的密封垫与带有环形滑块、复位弹簧的夹接垫环间的相互配合，在实际安装时，将夹接垫环安装在两个相对的连接法兰间，并通过螺栓进行三者的紧固装配，在此过程中，连接法兰逐步靠近圆周密闭腔，使圆周密闭腔受压，圆周密闭腔内的气压一方面导入轴向密闭腔，使轴向密闭腔膨胀，另一方面圆周密闭腔内的气压通过导管进入膨胀囊体，膨胀囊体受气压增大而膨胀，进而推动两个环形滑块克服复位弹簧做相远离的动作，当环形滑块沿滑槽轴线方向位移时，环形滑块逐步靠近连接法兰的密闭坡口，进而挤压已经膨胀的轴向密闭腔，此时由于圆周密闭腔受连接法兰的夹紧作用，已经达到密封状态无法形变，进而受压的轴向密闭腔将其气压排入膨胀囊体，使环形滑块进一步靠近密闭坡口，达到夹紧轴向密闭腔形成管套轴向内壁的密封作业，本发明结构简单，相对比于现有的密封结构，其具有密封管套轴向内壁的作用，结合圆周密闭腔的连接法兰处的圆周密封，能形成双重密封效果，具有高密封性，能有效防止管套内六氟化硫外泄，安全防护性高，具有市场前景，适合推广应用。

（2）通过带有密封槽的密封垫，使圆周密闭腔、轴向密闭腔与管套接触且受压时，可在轴向内壁和端口平面形成多道密封结构，进一步提升有效密封性。

（3）通过带有复位弹簧的环形滑块，当拆卸夹接垫环与连接法兰时，膨胀囊体失去挤压的气压而回缩，在复位弹簧的复位弹力下，两个环形滑块相对靠近，并与密闭坡口脱落，进而便于夹接垫环的整体快速拆卸。

（4）通过设置在圆周密闭腔与轴向密闭腔之间的预留腔与带有沉浮球、低密度气体、观察窗的沉浮腔间的相互配合，在未发生泄漏时，沉浮球利用自身重力下沉在沉浮腔内，此时位于上部的观察窗是无法观察到沉浮球的，当轴向密闭腔与管套轴向内壁接触的位置发生橡胶老化而产生泄漏时，管套内的六氟化硫会通过泄漏点进入预留腔，并通过溢流孔进入沉浮腔，由于六氟化硫的密度大，因此会排挤沉浮腔内的沉浮球上浮，由观察窗可直接观察到沉浮球上浮堆积，检修人员可直管判断连接法兰处的密封情况，有效提升了检修维护的便捷性。

（5）通过溢流孔、沉浮球的孔径设置，使溢流孔能导入六氟化硫气体的同时，能有效防止沉浮球的外流，有效提升了结构运行时的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中提出的夹接垫环夹接在连接法兰间时结构示意图；

图3为本发明中提出的夹接垫环及连接法兰的爆炸结构示意图；

图4为本发明中提出的密封垫的结构示意图；

图5为本发明中提出的的夹接垫环的爆炸结构示意图；

图6为本发明中提出的的夹接垫环、连接法兰的剖面结构示意图；

图7为图6中A部的放大结构示意图；

图8为本发明中的圆周密闭腔受压时的气压流向示意图；

图9为本发明中提出的沉浮腔的剖面结构示意图；

图10为本发明中提出的沉浮腔流入六氟化硫时的结构示意图。

图中标号说明：

夹接垫环1、滑槽11、管套2、连接法兰3、观察窗31、沉浮腔32、溢流孔33、密闭坡口34、沉浮球35、电气组件4、密封垫5、圆周密闭腔51、轴向密闭腔52、连通腔53、导管54、膨胀囊体55、环形滑块6、复位弹簧7、预留腔8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-10，一种带有高密封性连接件的GIS，包括气体绝缘变电站，气体绝缘变电站包括多个拼装连接用于保护电气组件4的管套2，管套2内填充有六氟化硫，管套2的端部固定有连接法兰3，相邻的两个连接法兰3间通过螺栓连接并夹接有夹接垫环1，电气组件4固定套接在夹接垫环1的内部，夹接垫环1的两侧均固定有密封垫5，密封垫5呈剖面L型橡胶垫结构，密封垫5包括圆周密闭腔51和轴向密闭腔52，两个密封垫5的圆周密闭腔51间通过连通腔53连通设置，夹接垫环1的圆环内侧设有两个对称设置的滑槽11，滑槽11内滑动连接有与其相匹配的环形滑块6，环形滑块6与滑槽11间夹接有复位弹簧7，管套2的端口内侧设有密闭坡口34，环形滑块6的外侧设有与密闭坡口34相匹配的斜剖面，两个环形滑块6间夹接有膨胀囊体55，膨胀囊体55通过导管54与连通腔53连通设置，圆周密闭腔51与轴向密闭腔52连通设置。

本发明通过带有圆周密闭腔51、轴向密闭腔52、膨胀囊体55的密封垫5与带有环形滑块6、复位弹簧7的夹接垫环1间的相互配合，在实际安装时，将夹接垫环1安装在两个相对的连接法兰3间，并通过螺栓进行三者的紧固装配，在此过程中，连接法兰3逐步靠近圆周密闭腔51，使圆周密闭腔51受压，圆周密闭腔51内的气压一方面导入轴向密闭腔52，使轴向密闭腔52膨胀，另一方面圆周密闭腔51内的气压通过导管54进入膨胀囊体55，膨胀囊体55受气压增大而膨胀，进而推动两个环形滑块6克服复位弹簧7做相远离的动作，当环形滑块6沿滑槽11轴线方向位移时，环形滑块6逐步靠近连接法兰3的密闭坡口34，进而挤压已经膨胀的轴向密闭腔52，此时由于圆周密闭腔51受连接法兰3的夹紧作用，已经达到密封状态无法形变，进而受压的轴向密闭腔52将其气压排入膨胀囊体55，使环形滑块6进一步靠近密闭坡口34，达到夹紧轴向密闭腔52形成管套2轴向内壁的密封作业，本发明结构简单，相对比于现有的密封结构，其具有密封管套2轴向内壁的作用，结合圆周密闭腔51的连接法兰3处的圆周密封，能形成双重密封效果，具有高密封性，能有效防止管套2内六氟化硫外泄，安全防护性高，具有市场前景，适合推广应用。

轴向密闭腔52的外壁与斜剖面胶接固定，圆周密闭腔51的外壁与夹接垫环1的侧面胶接固定，密封垫5为高强度耐磨橡胶，密封垫5与管套2接触的一侧均设有凹凸状的密封槽。通过带有密封槽的密封垫5，使圆周密闭腔51、轴向密闭腔52与管套2接触且受压时，可在轴向内壁和端口平面形成多道密封结构，进一步提升有效密封性。

复位弹簧7为高强度抗疲劳弹簧结构，复位弹簧7具有驱使两个环形滑块6相靠近的弹力，圆周密闭腔51受压传递至膨胀囊体55内的最大气压大于复位弹簧7的最大弹力。通过带有复位弹簧7的环形滑块6，当拆卸夹接垫环1与连接法兰3时，膨胀囊体55失去挤压的气压而回缩，在复位弹簧7的复位弹力下，两个环形滑块6相对靠近，并与密闭坡口34脱落，进而便于夹接垫环1的整体快速拆卸。

连接法兰3内设有沉浮腔32，沉浮腔32的一侧设有透明的观察窗31，连接法兰3与夹接垫环1间设有预留腔8，预留腔8设置在圆周密闭腔51与轴向密闭腔52之间，沉浮腔32上设有用于连通预留腔8的溢流孔33，沉浮腔32内填充有沉浮球35。

沉浮球35内填充有低密度气体，沉浮球35、低密度气体的总密度小于六氟化硫气体密度且大于空气密度，低密度气体为二氧化碳气体，沉浮腔32内的沉浮球35的填充量为其容积的二分之一，溢流孔33的剖面呈锥形结构，沉浮球35的直径大于溢流孔33的最小直径，连接法兰3在安装时保持观察窗31向上设置。通过溢流孔33、沉浮球35的孔径设置，使溢流孔33能导入六氟化硫气体的同时，能有效防止沉浮球35的外流，有效提升了结构运行时的稳定性。

通过设置在圆周密闭腔51与轴向密闭腔52之间的预留腔8与带有沉浮球35、低密度气体、观察窗31的沉浮腔32间的相互配合，在未发生泄漏时，沉浮球35利用自身重力下沉在沉浮腔32内，此时位于上部的观察窗31是无法观察到沉浮球35的，当轴向密闭腔52与管套2轴向内壁接触的位置发生橡胶老化而产生泄漏时，管套2内的六氟化硫会通过泄漏点进入预留腔8，并通过溢流孔33进入沉浮腔32，由于六氟化硫的密度大，因此会排挤沉浮腔32内的沉浮球35上浮，由观察窗31可直接观察到沉浮球35上浮堆积，检修人员可直管判断连接法兰3处的密封情况，有效提升了检修维护的便捷性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带有高密封性连接件的GIS，包括气体绝缘变电站，所述气体绝缘变电站包括多个拼装连接用于保护电气组件（4）的管套（2），所述管套（2）内填充有六氟化硫，其特征在于：所述管套（2）的端部固定有连接法兰（3），相邻的两个连接法兰（3）间通过螺栓连接并夹接有夹接垫环（1），所述电气组件（4）固定套接在夹接垫环（1）的内部，所述夹接垫环（1）的两侧均固定有密封垫（5），所述密封垫（5）呈剖面L型橡胶垫结构，所述密封垫（5）包括圆周密闭腔（51）和轴向密闭腔（52），两个所述密封垫（5）的圆周密闭腔（51）间通过连通腔（53）连通设置，所述夹接垫环（1）的圆环内侧设有两个对称设置的滑槽（11），所述滑槽（11）内滑动连接有与其相匹配的环形滑块（6），所述环形滑块（6）与滑槽（11）间夹接有复位弹簧（7），所述管套（2）的端口内侧设有密闭坡口（34），所述环形滑块（6）的外侧设有与密闭坡口（34）相匹配的斜剖面，两个所述环形滑块（6）间夹接有膨胀囊体（55），所述膨胀囊体（55）通过导管（54）与连通腔（53）连通设置，所述圆周密闭腔（51）与轴向密闭腔（52）连通设置。

2.根据权利要求1所述的一种带有高密封性连接件的GIS，其特征在于：所述轴向密闭腔（52）的外壁与斜剖面胶接固定，所述圆周密闭腔（51）的外壁与夹接垫环（1）的侧面胶接固定。

3.根据权利要求1所述的一种带有高密封性连接件的GIS，其特征在于：所述复位弹簧（7）为高强度抗疲劳弹簧结构，所述复位弹簧（7）具有驱使两个环形滑块（6）相靠近的弹力，所述圆周密闭腔（51）受压传递至膨胀囊体（55）内的最大气压大于复位弹簧（7）的最大弹力。

4.根据权利要求1所述的一种带有高密封性连接件的GIS，其特征在于：所述连接法兰（3）内设有沉浮腔（32），所述沉浮腔（32）的一侧设有透明的观察窗（31），所述连接法兰（3）与夹接垫环（1）间设有预留腔（8），所述预留腔（8）设置在圆周密闭腔（51）与轴向密闭腔（52）之间，所述沉浮腔（32）上设有用于连通预留腔（8）的溢流孔（33），所述沉浮腔（32）内填充有沉浮球（35）。

5.根据权利要求4所述的一种带有高密封性连接件的GIS，其特征在于：所述沉浮球（35）内填充有低密度气体，所述沉浮球（35）、低密度气体的总密度小于六氟化硫气体密度且大于空气密度。

6.根据权利要求5所述的一种带有高密封性连接件的GIS，其特征在于：所述低密度气体为二氧化碳气体。

7.根据权利要求4所述的一种带有高密封性连接件的GIS，其特征在于：所述沉浮腔（32）内的沉浮球（35）的填充量为其容积的二分之一。

8.根据权利要求4所述的一种带有高密封性连接件的GIS，其特征在于：所述溢流孔（33）的剖面呈锥形结构，所述沉浮球（35）的直径大于溢流孔（33）的最小直径。

9.根据权利要求4所述的一种带有高密封性连接件的GIS，其特征在于：所述连接法兰（3）在安装时保持观察窗（31）向上设置。

10.根据权利要求1所述的一种带有高密封性连接件的GIS，其特征在于：所述密封垫（5）为高强度耐磨橡胶，所述密封垫（5）与管套（2）接触的一侧均设有凹凸状的密封槽。